Glossar

amorph

amorph (aus dem Griechischen für „ohne Gestalt“): 1. Bezeichnung für nicht-kristallisierte Minerale; 2. Zustand fester Körper, deren Atome und Moleküle keine gesetzmässige Anordnung aufweisen (z.B. Glas, Opal, Feuerstein, Obsidian, Malachit). Amorphe Stoffe weisen gekrümmte Bruchflächen auf. Gegensatz: →kristallin.

Anordnung der Atome eines kristallinen Silizium:

Anordnung der Atome eines amorphen Siliziums:

Auch im amorphen Zustand hat jedes Atom im Durchschnitt 4 nächste Nachbarn – jedoch tritt keine Periodizität auf (keine periodische Anordnung der Atome).

Ein fester Körper aus unbeweglichen und fest miteinander verbundenen Atomen (ansonsten würde eine Flüssigkeit oder ein Gas vorherrschen). Im (einfachsten) Fall von nur einer Atomsorte (wie z.B. Diamant: C oder elementare Metalle) kann man sich den Festkörper als Anordnung von Kugeln vorstellen, die sich berühren müssen (d.h. gegenseitige Bindungen aufweisen). Damit existieren nur 2 Möglichkeiten einer raumfüllenden Anordnung:

Kristalliner Aufbau: eine streng regelmässige Struktur (d.h. mathematisch: aus der bekannten Position einiger Atome lässt sich die Position aller anderen Atome berechnen):

Amorpher Aufbau: eine regellose Struktur (d.h. mathematisch: aus der bekannten Position einiger Atome lässt sich die Position aller anderen Atome nicht berechnen):

Wie in den 2-dimensionalen Abbildung ersichtlich: die amorphe Struktur zeigt deutlich weniger Raumerfüllung (d.h. die Zahl der Atome pro cm² ist geringer als in der kristallinen Struktur) – dies gilt auch im 3-Dimensionalen. Die grösste Dichte (von Kugeln pro cm³; die sog. dichteste Kugelpackung) ist nur im kristallinen Zustand erreichbar. Nur im kristallinen Aufbau sind maximale Bindungsstärken (und damit maximale Absenkung der Gesamtenergie) möglich, denn nur dann berühren sich möglichst viele Kugeln im Bindungsabstand.

Bergkristall (also kristallines SiO₂) kann z.B. sowohl kristallin als auch amorph vorkommen. 2-dimensional kann dies jeweils so dargestellt werden (links: kristallin; rechts: amorph)

Die kristalline Struktur hat (deutlich erkennbar) die höhere Packungsdichte, womit sie damit auch die beste Struktur für die perfekte Substand (also den vollständig perfekten und reinen Bergkristall) ist. Der amorphe Quarz bietet jedoch aber anderen Fremdatomen, wie z.B. Natrium, Kalium oder Calcium viel Platz in den relativ grossen Zwischenräumen der amorphen Struktur – für solche „Verunreinigungen“ ist dies von Vorteil. Wird z.B. Natrium (oder andere „Verunreinigungsatome“) in nennenswerten Mengen in SiO₂ eingebaut, so erhält man Fensterglas (ein recht nützliches Material). Somit ist nicht jeder „Kristall“ der zum Kauf angeboten wird, auch wirklich kristallin, sondern vielmehr amorph.

Chalzedon (amorph) aus China: